题目内容
【题目】二氯化二硫(S2Cl2)在工业上用于橡胶的硫化。为在实验室合成S2Cl2,某化学研究性学习小组查阅了有关资料,得到如下信息:
①将干燥的氯气在110℃~140℃与硫反应,即可得S2Cl2粗品。
②有关物质的部分性质如下表:
物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 化学性质 |
S | 112.8 | 444.6 | 略 |
S2Cl2 | -77 | 137 | 遇水生成HCl、SO2、S;与过量氯气发生S2Cl2+Cl2 温度超300℃以上完全分解为硫和氯气 |
设计实验装置图如下:
(1)上图中气体发生和尾气处理装置不够完善,请你提出改进意见_______________________。
利用改进后的正确装置进行实验,请回答下列问题:
(2)B中反应的离子方程式为_________________________________________________________。
(3)C、D中的试剂分别是_________________、_____________________。
(4)仪器A、B的名称分别是___________、___________,F的作用是_______________________。
(5)如果在加热E时温度过高,对实验结果的影响_________________________________;在F中可能出现的现象是________________________________________________。
(6)S2Cl2粗品中可能混有的杂质是(填写两种物质的化学式)______________、_____________,为了提高S2Cl2的纯度,关键的操作是控制好温度和_____________________________________。
【答案】将A换成恒压滴液漏斗(或用导管将A的上口和B相连),在G和H之间增加干燥装置 MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O 饱和食盐水(或水) 浓硫酸 分液漏斗 圆底烧瓶 导气冷凝 产率降低(或有副产物生成) 有固体产生(或其他正确描述) SCl2 Cl2、S(任写其中两种即可) 滴加浓盐酸的速度不要过快
【解析】
由已知信息结合实验装置可得,A、B为制取氯气装置,分液漏斗A中盛浓盐酸,B中盛二氧化锰,将浓盐酸滴加到B中加热制氯气;C、D为氯气的净化装置,氯气中有氯化氢、水蒸气等杂质,所以C中用饱和食盐水除去氯化氢,D中用浓硫酸干燥,得到纯净的氯气;E为干燥的氯气在110℃~140℃与硫反应制取S2Cl2装置,G为S2Cl2的收集装置,H为尾气处理装置,用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气。
(1)若B中气压过大,A中浓盐酸不容易滴下,可在A与B之间连接一根导管,以平衡A与B内气压,使浓盐酸在重力作用下顺利滴入B中,或将A换成恒压滴液漏斗;G为S2Cl2的收集装置,H中盛氢氧化钠溶液,水蒸气易挥发进入G中,易使S2Cl2水解,故应在G和H之间增加干燥装置。
(2)用固液加热的方法制取Cl2,常用浓盐酸和二氧化锰反应制取,故B中反应的离子方程式为:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。
(3)制取Cl2过程中产生的杂质为HCl和H2O,可先用饱和食盐水除去Cl2中的HCl,再用浓硫酸干燥即可得到纯净干燥的氯气,故C、D中的试剂分别是饱和食盐水和浓硫酸。
(4)由实验装置图可得,A为分液漏斗、B为圆底烧瓶;F导管较长有两个作用:导出产品和冷凝产品。
(5)由已知S2Cl2与过量氯气反应生成SCl2,温度超300℃以上S2Cl2完全分解为硫和氯气,故温度过高,有副产物生成,产率降低;根据硫的熔、沸点可知,温度过高,使部分硫变成蒸汽,而硫的熔点较低,易凝固,则F管有固体产生或阻塞。
(6)S2Cl2与过量氯气反应生成SCl2,温度超300℃以上S2Cl2完全分解为硫和氯气,所以S2Cl2粗品中可能混有的杂质是SCl2和S(或Cl2);根据信息,温度控制不当,则会生成氯气和硫,S2Cl2与Cl2反应会生成SCl2,所以为了提高S2Cl2的纯度,关键的操作是控制好温度和氯气的流速要恰当,滴加浓盐酸的速度不要过快。
